[發明專利]移動機器人的路徑規劃方法、芯片及移動機器人

在審

• 申請號: 202110348383.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112947486A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 肖剛軍;蔣林;周和文;方東君;黃惠保;許登科
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司;武漢科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及移動機器人的路徑規劃方法、芯片及移動機器人，該路徑規劃方法包括在預先構建的地圖中確定移動機器人的規劃路徑的終止節點；當移動機器人的當前位置節點與終止節點之間是可直達時，將移動機器人的當前位置節點與終止節點連線以組成第一規劃路徑；當移動機器人的當前位置節點與終止節點之間不是可直達時，從移動機器人的當前位置節點與終止節點之間的地圖區域內搜索出與終止節點是可直達的中間節點，并依次連接成第一規劃路徑；然后在所述第一規劃路徑上搜索相對于移動機器人的搜索起點是可直達的最遠節點，并通過將這個可直達的最遠節點與搜索起點直接相連的方式，來將所述第一規劃路徑優化規劃為第二規劃路徑。

技術領域

本發明涉及室內環境下的路徑規劃的技術領域，具體涉及移動機器人的路徑規劃方法、芯片及移動機器人。

背景技術

路徑規劃是移動機器人導航最基本的環節之一，它是按照任務要求搜索一條從起始狀態到目標狀態的最優或近似最優的無碰撞路徑。為機器人提供良好的移動路徑對提升機器人導航性能有重要意義。常用的路徑規劃算法按規劃范圍主要分為全局路徑規劃和局部路徑規劃，其中局部路徑規劃能幫助機器人判斷周圍環境有無障礙物并判斷如何避開障礙物，適用于初次環境建模以及存在動態障礙物的環境，而全局路徑規劃更適用于在地圖已知的情況下為機器人規劃一條從起點到終點的路徑。

目前A*搜索算法是目前為止最經典且穩定的算法，啟發式搜索，速度較快，但是規劃出的路徑不是最優且貼近障礙物，使得路徑的折點、拐點增多。因此，中國專利CN102799781B根據已遍歷路徑的搜索起點與剩余路徑節點的距離大小，來搜索出最遠節點并更新這個搜索起點，以實現繼續計算檢測最新的搜索起點與剩余的路徑節點之間的距離，從而搜索出新的最遠節點，依次循環直到遍歷至已遍歷路徑的終點，再將搜索出的最遠節點依次連接為優化路徑，實現合并A*算法搜索出的多余節點，但是大幅度增加節點更新次數和距離運算的次數，機器人在移動過程中會出現不必要時間等成本花銷。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明公開移動機器人的路徑規劃方法、芯片及移動機器人，減少路徑節點、拐點、縮減路程并提高路徑的平滑性，使得機器人沿著規劃路徑的導航速度更快。具體的技術方案如下：

移動機器人的路徑規劃方法，包括在預先構建的地圖中確定移動機器人的規劃路徑的終止節點；還包括：當移動機器人的當前位置節點與終止節點之間是可直達時，將移動機器人的當前位置節點與終止節點連線以組成第一規劃路徑；當移動機器人的當前位置節點與終止節點之間不是可直達時，從移動機器人的當前位置節點與終止節點之間的地圖區域內搜索出與終止節點是可直達的中間節點，并依次連接成第一規劃路徑；然后在不更新搜索起點的前提下，在所述第一規劃路徑上搜索相對于移動機器人的搜索起點的一個可直達的最遠節點，并通過將這個可直達的最遠節點與搜索起點直接相連的方式，來將所述第一規劃路徑優化規劃為第二規劃路徑，其中，這個搜索起點是移動機器人的當前位置節點；當前位置節點是移動機器人的實際物理位置，是固定不變的；其中，所述可直達是指移動機器人沿著移動機器人的搜索起點朝向當前搜索的節點的射線方向，從搜索起點移動至當前搜索的節點的直線路徑上沒有檢測到障礙物；所述可直達的最遠節點是距離所述搜索起點最遠的可直達的節點。

與現有技術相比，先通過判斷移動機器人的當前位置節點與終止節點之間的可直達的情況，來搜索出只存在關鍵節點、拐點少、路程短的第一規劃路徑，再通過可直達的最遠節點與當前位置節點直接相連的方式來過濾第一規劃路徑不必要的折點、拐點，進而減少機器人移動過程中距離位姿計算量，以達到低算力的路徑優化規劃效果。使得機器人沿著規劃路徑的導航速度更快。